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千万级的大风电并网都存在什么问题?

发布时间:2017-12-08 10:44:53

那丹麦乃至欧美的风电并网和我国的大规模风电并网有什么不同呢?
 
数量级不同
 
中国所谓‘大规模’指的是千万千瓦级风场,而欧美的‘大规模’指的是几十万千瓦级的风场;中国所说的‘远距离’指的是几百上千公里的输送,欧美的‘远距离’基本上在一百公里左右。以美国得克萨斯为例,在美国算是大型风场,其最大风电场仅为73万千瓦,风电集中输送也仅有上百公里。
 
 
 
并网思路不同
 
我国风电存在“大基地建设,大规模送出”的思路,欧美则是“”分散接入,就地消纳“的思路,这里先不提好坏,只说事实。德国2006年风电场装机容量小于50MW,接入110kV以下配电网规模约占总量的70%;丹麦风电机组主要接入30kV及以下网络,2006年底丹麦风电装机容量中,约88%接入低压网络和10~30kV配电网。
 
 
 
能源结构不同
 
欧洲燃气、燃油发电和水电比例大,调峰能力强。拿丹麦来说,丹麦的地理位置优越,北有水力发电站,南有火电发电厂。因此当风力不够的时候,可以从挪威引进环保的水电。电力的互送非常频繁,一年中,丹麦要进出口的电相当于该国总用电量的30%。而我国幅员辽阔,电源负荷分布不均,而且电源以火电为主,调节能力相对较差,具体的下面细说。
 
对电网的要求不同
 
欧洲风电基本是分散接入,对电网用户侧的智能化要求是比较高的,而欧洲电网也是围绕这个方向在发展;而我国的大规模送出则是另一个课题了,面对的困难也不一样。
 
所以,欧洲有些风电并网的经验可以借鉴,但是很多困难却是特殊的。
 
下面具体说说千万级风电并网的问题。
 
能源结构
 
上面已经提到了,这里详细的描述下。
 
风电大家都知道是具有波动性的,从一年中风电场每天平均输出功率看,每天最大和最少发电量至少相差约40~50倍。从微观上分析一天内的输出功率变化,风电在24小时内仍处于非常不稳定状态,输出功率(兆瓦)在0~100之间随机波动。
 
而且,夜晚用电负荷处于低谷时段风电发电出力往往较大,即使常规电源降出力,当风电规模达到一定程度(大于低谷用电负荷),也难免出现限电弃风。下图为风电出力曲线和负荷需求曲线对照。
 
 
 
风电的波动性带来的是它需要对应合理的电源进行调峰,从而来满足负荷平衡。而我国以煤电为主的电网难以为风电做深度调峰的。2012年我国煤电发电量占总发电量的73.9%。而欧美国家的能源结构是以石油、天然气等为主,其中美国27%是天然气发电;英国燃气发电比例更高达60%;北欧国家水电占90%。
 
 
 
所以,这些国家电网对风电并网容纳能力远高于我国,这是因为燃气、燃油发电和水电的调峰能力比煤电强,在一定范围内能有效减少风电波动对电网的危害。即便如此,美国、丹麦等西方国家也已遭遇大规模风电上网难的制约。
 
这是比较本质的问题。
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